(57)【要約】【課題】一方の部材に形成された凸部を他方の部材に形成された凹部に形成された尖（せん）頭突起に押し付けて塑性流動させることによって、複数の部材を、特別な設備を使用することなく、かつ、多量のエネルギーを消費することなく、容易な操作によって、強固に結合することができるようにする。【解決手段】幅狭の入口１４及び幅広の奥部１５から成り、底面１６に尖頭突起を備える凹部が形成された母材１１と、凸部が形成され、該凸部が前記尖頭突起の尖頭１８を起点とする塑性流動を起こして前記凹部に嵌（かん）合することによって、前記母材１１に結合される結合材２１とを有する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）幅狭の入口及び幅広の奥部から成り、底面に尖頭突起を備える凹部が形成された母材と、
（ｂ）凸部が形成され、該凸部が前記尖頭突起の尖頭を起点とする塑性流動を起こして前記凹部に嵌合することによって、前記母材に結合される結合材とを有することを特徴とする結合体。
【請求項２】
前記凹部は幅狭の入口及び幅広の奥部から成る断面を備える溝であり、前記尖頭突起は断面三角形状の単数又は複数の尖頭凸条であり、前記凸部は断面矩形の矩形凸条である請求項１に記載の結合体。
【請求項３】
前記尖頭突起は前記底面と一体的に形成されたものである請求項１又は２に記載の結合体。
【請求項４】
前記尖頭突起は前記底面に固着されたものである請求項１又は２に記載の結合体。
【請求項５】
前記凹部と凸部とは、少なくとも部分的に接合している請求項１〜４のいずれか１項に記載の結合体。
【請求項６】
前記母材の凹部形成面、及び、前記結合材の凸部形成面は互いに接触している請求項１〜５のいずれか１項に記載の結合体。
【請求項７】
前記母材及び結合材は板状体であり、前記凹部形成面と凸部形成面とは互いに密着してクラッド板を形成する請求項６に記載の結合体。
【請求項８】
前記母材の凹部形成面、及び、前記結合材の凸部形成面は互いに離間している請求項１〜５のいずれか１項に記載の結合体。
【請求項９】
前記母材及び結合材は板状体であり、前記凹部形成面と凸部形成面との間は流体の流路である請求項８に記載の結合体。
【請求項１０】
前記母材は、金属又はセラミクスから成る請求項１〜９のいずれか１項に記載の結合体。
【請求項１１】
前記結合材は、金属又は樹脂から成る請求項１〜１０のいずれか１項に記載の結合体。
【請求項１２】
前記母材の少なくとも尖頭突起は相対的に硬質な材質から成り、前記結合材は相対的に軟質な材質から成る請求項１〜１１のいずれか１項に記載の結合体。
【請求項１３】
前記母材及び結合材は同一の材質から成る請求項１〜１１のいずれか１項に記載の結合体。
【請求項１４】
（ａ）母材に形成された幅狭の入口及び幅広の奥部から成り、底面に尖頭突起を備える凹部に、
（ｂ）結合材に形成された凸部を前記凹部に挿入し、
（ｃ）前記凸部の先端を前記尖頭突起の尖頭に押し付け、
（ｄ）前記凸部の前記尖頭に押し付けた部分に、該尖頭を起点とする塑性流動を起こし、
（ｅ）前記凸部を前記奥部に進入させて前記凹部に嵌合させることを特徴とする結合方法。
【請求項１５】
前記凹部は幅狭の入口及び幅広の奥部から成る断面を備える溝であり、前記尖頭突起は断面三角形状の単数又は複数の尖頭凸条であり、前記凸部は断面矩形の矩形凸条である請求項１４に記載の結合方法。
【請求項１６】
前記凹部と凸部とは、少なくとも部分的に接合する請求項１４又は１５に記載の結合方法。
【請求項１７】
前記凹部は、塑性加工により形成される請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の結合方法。
【請求項１８】
前記凹部は、穿孔工具又は圧延ロールを母材に押し付けることにより形成される請求項１７に記載の結合方法。
【請求項１９】
（ａ）前記母材を圧延して前記凹部を形成し、
（ｂ）前記結合材を圧延して前記凸部を形成し、
（ｃ）前記母材及び結合材を、前記凸部が凹部に挿入されるように配置して、ロールによって互いに押し付ける請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の結合方法。
【請求項２０】
前記母材は、金属又はセラミクスから成る請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の結合方法。
【請求項２１】
前記結合材は、金属又は樹脂から成る請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の結合方法。
【請求項２２】
前記母材の少なくとも尖頭突起は相対的に硬質な材質から成り、前記結合材は相対的に軟質な材質から成る請求項１４〜２１のいずれか１項に記載の結合方法。
【請求項２３】
前記結合材を加熱して、軟化させ、前記母材より軟質にする請求項１４〜２１のいずれか１項に記載の結合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結合体及び結合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２つの金属部材を結合する方法として、溶接、接着、リベット結合、ボルト結合等の方法以外に、冷間圧接法、熱間圧接法、爆着圧着法、拡散法等の接合方法が存在することが知られている。
【０００３】
まず、冷間圧接法は、２つの金属部材を加熱することなく冷間の状態（室温の状態）において、互いに圧接して接合させる方法である。また、熱間圧接法は、接合し易くするために、前記２つの金属部材を加熱して、高温にしてから互いに圧接して接合させる方法である。これにより、接合面近傍において前記２つの金属部材が融合した状態となり、一部に金属間化合物が生じ、強固な結合体を形成することができる。
【０００４】
しかし、前記冷間圧接法及び熱間圧接法においては、大きな面圧を金属部材に加える必要があるので、厚板部材や幅広部材から成るクラッド板を形成することは困難である。また、接合面を清浄化するための表面処理が必要である。さらに、接合面近傍において、脆（ぜい）性な金属間化合物が成長すると、加工が困難となり、また、原子空孔が成長すると接合強度が低下してしまう。また、前記金属部材が脆性材料から成る場合や、２つの金属部材が塑性変形能の差が大きい異種材料から成る場合には、接合不良が発生してしまう。さらに、熱間圧接法においては、２つの金属部材の熱膨張差が大きい場合、結合体に反りが発生することもある。
【０００５】
また、爆着圧着法は、爆薬を爆発させることによって、２つの金属部材間を真空状態にして、接合する方法であるが、爆薬を使用するので、危険性が高く、かつ、エネルギー消費量が大きくなってしまう。また、前記金属部材が脆性材料から成る場合には、爆発による衝撃で、金属部材に割れが発生する。さらに、爆発音が大きいので、騒音問題が発生する。
【０００６】
さらに、拡散法は、金属部材を加熱して、一方の金属を他方の金属中に拡散させ接合する方法であるが、脆性な金属間化合物が成長すると、加工が困難となり、また、原子空孔が成長すると接合強度が低下してしまう。また、金属部材を加熱する時に接合面に酸化膜が発生し易く、該酸化膜が成長すると、接合不良が発生してしまう。さらに、２つの金属部材の熱膨張差が大きい場合、結合体に反りが発生することもある。
【０００７】
そこで、一方の金属部材に形成された突出部を塑性変形させて、他方の金属部材に形成された溝部に充満させることによって、２つの金属部材を結合する結合方法が提案されている（特開２０００−３１１９３２号公報及び特公昭５７−４６９３１号公報参照）。
【０００８】
これにより、前記冷間圧接法、熱間圧接法、爆着圧着法、拡散法等の接合方法における問題が発生することなく、２つの金属部材を強固に結合することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の結合方法においては、金属部材に形成された突出部に大きな力を加えて塑性変形させるようになっている。そのため、結合するために使用する装置は、大きな力を発生する必要があるので、大型化し、また、製造コストが高くなってしまう。また、前記装置のエネルギー消費量が大きくなってしまう。そして、前記結合方法によって形成された結合体のコストも高くなってしまう。
【００１０】
本発明は、従来の問題点を解決して、一方の部材に形成された凸部を他方の部材に形成された凹部に形成された尖（せん）頭突起に押し付けて塑性流動させることによって、複数の部材を、特別な設備を使用することなく、かつ、多量のエネルギーを消費することなく、容易な操作によって、強固に結合することができる結合体及び結合方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の結合体においては、幅狭の入口及び幅広の奥部から成り、底面に尖頭突起を備える凹部が形成された母材と、凸部が形成され、該凸部が前記尖頭突起の尖頭を起点とする塑性流動を起こして前記凹部に嵌（かん）合することによって、前記母材に結合される結合材とを有する。
【００１２】
本発明の他の結合体においては、さらに、前記凹部は幅狭の入口及び幅広の奥部から成る断面を備える溝であり、前記尖頭突起は断面三角形状の単数又は複数の尖頭凸条であり、前記凸部は断面矩（く）形の矩形凸条である。
【００１３】
本発明の更に他の結合体においては、さらに、前記尖頭突起は前記底面と一体的に形成されたものである。
【００１４】
本発明の更に他の結合体においては、さらに、前記尖頭突起は前記底面に固着されたものである。
【００１５】
本発明の更に他の結合体においては、さらに、前記凹部と凸部とは、少なくとも部分的に接合している。
【００１６】
本発明の更に他の結合体においては、さらに、前記母材の凹部形成面、及び、前記結合材の凸部形成面は互いに接触している。
【００１７】
本発明の更に他の結合体においては、さらに、前記母材及び結合材は板状体であり、前記凹部形成面と凸部形成面とは互いに密着してクラッド板を形成する。
【００１８】
本発明の更に他の結合体においては、さらに、前記母材の凹部形成面、及び、前記結合材の凸部形成面は互いに離間している。
【００１９】
本発明の更に他の結合体においては、さらに、前記母材及び結合材は板状体であり、前記凹部形成面と凸部形成面との間は流体の流路である。
【００２０】
本発明の更に他の結合体においては、さらに、前記母材は、金属又はセラミクスから成る。
【００２１】
本発明の更に他の結合体においては、さらに、前記結合材は、金属又は樹脂から成る。
【００２２】
本発明の更に他の結合体においては、さらに、前記母材の少なくとも尖頭突起は相対的に硬質な材質から成り、前記結合材は相対的に軟質な材質から成る。
【００２３】
本発明の更に他の結合体においては、さらに、前記母材及び結合材は同一の材質から成る。
【００２４】
本発明の結合方法においては、母材に形成された幅狭の入口及び幅広の奥部から成り、底面に尖頭突起を備える凹部に、結合材に形成された凸部を前記凹部に挿入し、前記凸部の先端を前記尖頭突起の尖頭に押し付け、前記凸部の前記尖頭に押し付けた部分に、該尖頭を起点とする塑性流動を起こし、前記凸部を前記奥部に進入させて前記凹部に嵌合させる。
【００２５】
本発明の他の結合方法においては、さらに、前記凹部は幅狭の入口及び幅広の奥部から成る断面を備える溝であり、前記尖頭突起は断面三角形状の単数又は複数の尖頭凸条であり、前記凸部は断面矩形の矩形凸条である。
【００２６】
本発明の更に他の結合方法においては、さらに、前記凹部と凸部とは、少なくとも部分的に接合する。
【００２７】
本発明の更に他の結合方法においては、さらに、前記凹部は、塑性加工により形成される。
【００２８】
本発明の更に他の結合方法においては、さらに、前記凹部は、穿孔工具又は圧延ロールを母材に押し付けることにより形成される。
【００２９】
本発明の更に他の結合方法においては、さらに、前記母材を圧延して前記凹部を形成し、前記結合材を圧延して前記凸部を形成し、前記母材及び結合材を、前記凸部が凹部に挿入されるように配置して、ロールによって互いに押し付ける。
【００３０】
本発明の更に他の結合方法においては、さらに、前記母材は、金属又はセラミクスから成る。
【００３１】
本発明の更に他の結合方法においては、さらに、前記結合材は、金属又は樹脂から成る。
【００３２】
本発明の更に他の結合方法においては、さらに、前記母材の少なくとも尖頭突起は相対的に硬質な材質から成り、前記結合材は相対的に軟質な材質から成る。
【００３３】
本発明の更に他の結合方法においては、さらに、前記結合材を加熱して、軟化させ、前記母材より軟質にする。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３５】
図１は本発明の第１の実施の形態における結合体を示す断面図、図２は本発明の第１の実施の形態における結合前の母材及び結合材を示す斜視図である。
【００３６】
図において、１０は、凹部としての凹溝１３が形成された母材１１と、凸部としての矩形凸条２３が形成された結合材２１とから成る結合体である。ここで、前記母材１１及び結合材２１は、図２に示されるように、概略直方体の形状を有している。そして、前記凹溝１３は、前記母材１１の結合材２１に向かい合う凹部形成面としての面１２に、母材１１の長手方向に延在するように形成され、幅狭の入口１４及び幅広の奥部１５から成る。さらに、前記凹溝１３の底面１６の中心部には、凹溝１３と同方向に延在する尖頭突起としての尖頭凸条１７が形成されている。すなわち、本実施の形態における前記凹溝１３は、図１及び２に示されるように、Ｙ字状の断面形状を有する。なお、前記尖頭凸条１７は母材１１と一体的に形成されている。
【００３７】
一方、前記矩形凸条２３は、図２に示されるように、前記結合材２１の母材１１と向かい合う凸部形成面としての面２２に、結合材２１の長手方向に延在するように形成される。ここで、結合前の状態において、図２に示されるように、前記矩形凸条２３の幅は一定であり、前記凹溝１３の入口１４の幅よりわずかに狭くなっている。なお、前記矩形凸条２３は結合材２１と一体的に形成されている。
【００３８】
そして、前記母材１１及び結合材２１を結合させる時に、前記矩形凸条２３が凹溝１３に挿入されると、前記矩形凸条２３の平坦（たん）な先端２４が前記尖頭凸条１７の尖頭１８に押し付けられ、塑性流動を起こして変形し、前記矩形凸条２３の先端近傍部分は、図１に示されるように、尖頭凸条１７の両側に分岐した形状となって、前記凹溝１３の奥部１５に進入する。これにより、本実施の形態における前記矩形凸条２３は、図１に示されるように、略Ｙ字状の断面形状を有するものとなり、前記凹溝１３に嵌合する。そのため、母材１１と結合材２１とが結合され、結合体１０が構成される。なお、前記母材１１と結合材２１との位置関係は逆であってもよく、例えば、結合材２１が上に位置し、母材１１が下に位置していてもよい。さらに、前記母材１１と結合材２１が横に並んでいてもよいし、斜めの位置関係であってもよい。
【００３９】
ここで、前記母材１１の材質は、例えば、アルミニウム合金、鉄鋼、ステンレス鋼、鋳鉄等の鉄合金、マグネシウム合金、黄銅等の銅合金、金、銀等の金属であるが、いかなるものであってもよく、アルミナ、窒化珪（けい）素等のセラミクスであってもよい。また、前記結合材２１の材質は、例えば、アルミニウム合金、鉄鋼、ステンレス鋼、鋳鉄等の鉄合金、マグネシウム合金、黄銅等の銅合金、金、銀等の金属であるが、いかなるものであってもよく、プラスチックのような樹脂であってもよい。
【００４０】
そして、前記母材１１と結合材２１との材質の組合せは、母材１１の材質が結合材２１の材質よりも硬質となるような組合せ、すなわち、母材１１が相対的に硬質な材質から成り、結合材２１が相対的に軟質な材質から成るような組合せであればいかなる組合せであってもよい。なお、本実施の形態において、前記母材１１は鉄合金、より詳細には、ＪＩＳにおいて規定されるＳ４５Ｃであり、前記結合材２１はアルミニウム合金、より詳細には、ＪＩＳにおいて規定されるＡ１０５０である。
【００４１】
本実施の形態において、結合体１０を構成する場合、結合材２１に形成された矩形凸条２３の平坦な先端２４が、母材１１に形成された尖頭凸条１７の尖頭１８に押し付けられ、塑性流動を起こして変形し、前記矩形凸条２３の先端近傍部分が尖頭凸条１７の両側に分岐した形状となって、前記凹溝１３の奥部１５に進入する。そのため、結合材２１に形成された矩形凸条２３の平坦な先端２４が、母材１１に形成された尖頭凸条１７の尖頭１８に押し付けられて塑性流動を起こす程度に、前記母材１１の材質が結合材２１の材質よりも硬質であることが必要になる。
【００４２】
なお、前記母材１１と結合材２１との材質の組合せは、前記母材１１と結合材２１とを結合する時においてだけ、前述されたように、母材１１の材質が結合材２１の材質よりも硬質となるような組合せであればよく、結合の前後においてはいかなる組合せであってもよい。
【００４３】
したがって、前記母材１１及び結合材２１の材質が同一のものである場合、前記母材１１と結合材２１とを結合する時に結合材１１だけを加熱して軟化させるようにしてもよい。この場合、前記母材１１及び結合材２１を結合させる時には結合材２１が母材１１よりも相対的に軟質になっている。そのため、前記結合材２１に形成された矩形凸条２３の平坦な先端２４が、母材１１に形成された尖頭凸条１７の尖頭１８に押し付けられると、塑性流動を起こして変形する。そして、前記矩形凸条２３の先端近傍部分が尖頭凸条１７の両側に分岐した形状となって、前記凹溝１３の奥部１５に進入するので、母材１１及び結合材２１が結合される。
【００４４】
さらに、前記結合材１１を加熱して軟化させると、母材１１の材質が結合材２１の材質よりも硬質となるのであれば、常温において、母材１１の材質が結合材２１の材質よりも軟質であるような組合せであってもよい。
【００４５】
次に、本実施の形態における結合材の変形状態を詳細に説明する。
【００４６】
図３は本発明の第１の実施の形態における結合材の変形状態を示す第１の図、図４は本発明の第１の実施の形態における結合材の変形状態を示す第２の図である。
【００４７】
まず、図２に示されるような状態から結合材２１を上方に移動させ、矩形凸条２３を母材１１の凹溝１３の入口１４に進入させる。この場合、前記母材１１と結合材２１とが相対的に近付く方向に移動すればよく、前記母材１１を下方に移動させるようにしてもよいが、本実施の形態においては、前記母材１１を固定して結合材２１を上方に移動させる場合について説明する。
【００４８】
そして、前記矩形凸条２３の先端２４は、前記凹溝１３の入口１４から奥部１５に向けてさらに進入すると、前記凹溝１３の底面１６の中心部に形成された尖頭凸条１７の尖頭１８に押し付けられる。ここで、結合材２１をさらに上方に移動させると、前記矩形凸条２３の先端２４が前記尖頭１８に接触する部分の近傍範囲１９において、図３に示されるように、前記尖頭１８を起点とする塑性流動が起きる。なお、前記尖頭１８に接触する部分の近傍範囲１９以外の矩形凸条２３の部分には、塑性流動が発生しない。このように、矩形凸条２３における塑性流動が起きる範囲が狭いので、わずかな力で結合材２１を移動させることによって、塑性流動を起こすことができる。
【００４９】
続いて、結合材２１をさらに上方に移動させると、図４に示されるように、前記矩形凸条２３が前記尖頭１８に接触する部分の近傍範囲１９においては、引き続き前記尖頭１８を起点とする塑性流動が継続的に起きているが、前記尖頭１８に接触する部分の近傍範囲１９以外の矩形凸条２３の部分には、塑性流動が発生しない。そして、前記矩形凸条２３の先端近傍部分は、尖頭凸条１７の両側に分岐して、前記凹溝１３の奥部１５に進入する。図４に示される状態においても、矩形凸条２３における塑性流動が起きる範囲が狭いので、依然として、わずかな力で結合材２１を移動させることができ、前記矩形凸条２３の先端近傍部分を尖頭凸条１７の両側に分岐させることができる。
【００５０】
続いて、結合材２１をさらに上方に移動させると、図１に示されるように、母材１１における凹溝１３が形成された面１２と前記結合材２１における前記矩形凸条２３が形成された面２２とが互いに接触し、密着する。また、前記矩形凸条２３の先端近傍部分は、尖頭凸条１７の両側に分岐して、前記凹溝１３の奥部１５に進入し、底面１６に接触する。これにより、前記矩形凸条２３が、略Ｙ字状の断面形状を有するものとなって前記凹溝１３に嵌合するので、前記母材１１と結合材２１とが結合され、結合体１０が構成される。
【００５１】
なお、図１に示されるように、前記奥部１５の最も深い部分、すなわち、前記底面１６の両側部分と、前記矩形凸条２３の先端近傍部分との間には、隙（すき）間２７が発生する。該隙間２７の大きさは、図２に示されるような結合前の状態における凹溝１３の断面積と矩形凸条２３の断面積との大きさを調整することによって、調整することができる。すなわち、前記凹溝１３の断面積を矩形凸条２３の断面積よりも大きくすれば、前記隙間２７は大きくなり、前記凹溝１３の断面積を矩形凸条２３の断面積と同一にすれば前記隙間２７は消滅する。
【００５２】
また、前記凹溝１３の側面と矩形凸条２３の側面とが互いに強く圧接されている部分においては、拡散接合が発生することがある。例えば、アルミニウムと銅は低温においても拡散接合が発生する可能性が高い。したがって、母材１１と結合材２１の一方がアルミニウム合金から成り、他方が銅合金から成る場合には、拡散接合が発生することが考えられる。また、結合材２１を加熱して軟化させた場合も、高温になるので、拡散接合が発生しやすくなる。このように、拡散接合が発生すると、前記凹溝１３と矩形凸条２３とが強固に結合されるので、母材１１と結合材２１との結合が強固になる。
【００５３】
なお、前記尖頭凸条１７の尖頭１８の尖（とが）りの度合い、すなわち、尖頭１８の中心角は、適宜変更することができる。
【００５４】
図５は本発明の第１の実施の形態における母材に形成された尖頭の中心角を示す第１の図、図６は本発明の第１の実施の形態における母材に形成された尖頭の中心角を示す第２の図、図７は本発明の第１の実施の形態における母材に形成された尖頭の中心角を示す第３の図である。
【００５５】
図５において、前記尖頭凸条１７の尖頭１８の中心角の角度は６０度であり、かつ、奥部１５の側面の傾斜角度が前記尖頭凸条１７の側面の傾斜角度と等しい。また、図６において、前記尖頭凸条１７の尖頭１８の中心角の角度は９０度であり、かつ、奥部１５の側面の傾斜角度が前記尖頭凸条１７の側面の傾斜角度と等しい。なお、図７においては、前記尖頭凸条１７の尖頭１８の中心角の角度は１２０度であるが、奥部１５の側面の傾斜角度は、図５における前記尖頭凸条１７の側面の傾斜角度と等しい。
【００５６】
前記尖頭凸条１７の尖頭１８の尖りの度合い、すなわち、尖頭１８の中心角、及び、奥部１５の側面の傾斜角度は、図５〜７に示された例に限ることなく、母材１１及び結合材２１の材質等を考慮して、任意に変更することができる。
【００５７】
また、凹溝１３の入口１４の断面形状も適宜変更することができる。
【００５８】
図８は本発明の第１の実施の形態における母材に形成された凹溝の入口の他の形状を示す第１の図、図９は本発明の第１の実施の形態における母材に形成された凹溝の入口の他の形状を示す第２の図である。
【００５９】
図８において、凹溝１３の入口１４の奥側部分１４ｂの幅は一定であるが、手前部分１４ａはＲ（アール）の付いた曲面であり、奥側部分１４ｂに近付くに従って幅が狭くなるようになっている。これにより、結合材２１の矩形凸条２３を凹溝１３に挿入する際に、矩形凸条２３と凹溝１３との相対的な位置や角度にズレがある場合でも、矩形凸条２３を凹溝１３にスムーズに挿入することが可能となる。なお、前記Ｒの大きさ、すなわち、半径は、適宜定めることができ、例えば、入口１４の全体が曲面であってもよい。さらに、手前部分１４ａを、曲面に代えて、テーパの付いた傾斜面とすることもできる。
【００６０】
また、図９において、凹溝１３の入口１４はテーパの付いた傾斜面であり、奥部１５に近付くに従って幅が狭くなるようになっている。これにより、結合材２１の矩形凸条２３を凹溝１３に挿入する際に、矩形凸条２３と凹溝１３との相対的な位置や角度にズレがある場合でも、矩形凸条２３を凹溝１３にスムーズに挿入することが可能となる。なお、前記テーパの角度は適宜定めることができ、また、傾斜面の範囲も適宜定めることができる。
【００６１】
なお、結合材２１の矩形凸条２３の断面形状も適宜変更することができる。
【００６２】
図１０は本発明の第１の実施の形態における結合材に形成された矩形凸条の他の形状を示す第１の図、図１１は本発明の第１の実施の形態における結合材に形成された矩形凸条の他の形状を示す第２の図、図１２は本発明の第１の実施の形態における結合材に形成された矩形凸条の他の形状を示す第３の図である。
【００６３】
図１０において、結合材２１の矩形凸条２３の幅は一定であるが、先端２４の両側端２４ａはＲの付いた曲面であり、先端２４のの平坦な部分の幅が矩形凸条２３の側面２３ｂの幅よりも狭くなっている。これにより、結合材２１の矩形凸条２３を母材１１の凹溝１３に挿入する際に、矩形凸条２３と凹溝１３との相対的な位置や角度にズレがある場合でも、矩形凸条２３を凹溝１３にスムーズに挿入することが可能となる。なお、前記Ｒの大きさ、すなわち、半径は、適宜定めることができる。さらに、先端２４の両側端２４ａを、曲面に代えて、テーパの付いた傾斜面とすることもできる。
【００６４】
また、図１１において、矩形凸条２３の側面２３ｂの全体がテーパの付いた傾斜面であり、先端２４に近付くに従って幅が狭くなるようになっている。これにより、結合材２１の矩形凸条２３を凹溝１３に挿入する際に、矩形凸条２３と凹溝１３との相対的な位置や角度にズレがある場合でも、矩形凸条２３を凹溝１３にスムーズに挿入することが可能となる。なお、前記テーパの角度は適宜定めることができ、また、傾斜面の範囲も適宜定めることができる。
【００６５】
さらに、図１２において、矩形凸条２３の先端２４の平坦な部分には、ノッチ２４ｂが形成されている。該ノッチ２４ｂは、微小なＶ字状の凹部、切欠き又は溝であり、母材１１における尖頭凸条１７の尖頭１８に対応する位置に形成される。そして、前記ノッチ２４ｂの深さ、角度等は適宜定めることができるが、例えば、ノッチ２４ｂの深さは３〔ｍｍ〕程度、角度は約６０度とすることができる。なお、ノッチ２４ｂの角度は対応する尖頭凸条１７の尖頭１８の中心角とほぼ同一であることが望ましい。
【００６６】
このように、矩形凸条２３の先端２４の平坦な部分にノッチ２４ｂを形成することによって、前記矩形凸条２３の先端２４が尖頭凸条１７の尖頭１８に押し付けられて塑性流動が起きる際に、前記ノッチ２４ｂの部分から塑性流動が起きやすくなるとともに、矩形凸条２３の先端２４が両側に分岐しやすくなるので、極めてわずかな力で結合材２１を移動させることができる。
【００６７】
また、母材１１における尖頭凸条１７の材質を、母材１１の他の部分の材質とは別の材質とすることもできる。
【００６８】
図１３は本発明の第１の実施の形態における母材の構成を示す第１の図、図１４は本発明の第１の実施の形態における母材の構成を示す第２の図である。
【００６９】
図１３において、尖頭凸条１７は、母材本体１１ａとは別個に形成されたものであり、前記尖頭凸条１７の底面が母材本体１１ａにおける凹溝１３の底面１６の中心部に、接着剤によって接着され、固着されている。なお、前記接着剤は、エポキシ樹脂等の樹脂から成るものであってもよいし、はんだ（Ｓｏｌｄｅｒ）、ろう（Ｂｒａｚｉｎｇ  Ｆｉｌｌｅｒ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）等の金属から成るものであってもよい。
【００７０】
これにより、凹溝１３を有する母材本体１１ａを軟質な材質で形成し、尖頭凸条１７だけを硬質な材質で形成し、該尖頭凸条１７を前記凹溝１３の底面１６に固着することができる。例えば、母材本体１１ａを加工性の良好な軟質な材質で形成した後、硬質な材質から成る尖頭凸条１７を固着することによって、加工が容易で、かつ、結合材２１の矩形凸条２３に塑性流動を起こすのに十分な硬度の尖頭凸条１７を有する母材１１を得ることができる。さらに、例えば、母材本体１１ａを結合材２１と拡散接合が発生しやすい材質で形成した後、硬質な材質から成る尖頭凸条１７を固着することによって、母材１１と結合材２１との結合を強固にすることができる。
【００７１】
また、  図１４において、母材本体１１ａとは別個に形成された尖頭凸条１７は、前記母材本体１１ａにおける凹溝１３の底面１６に形成された嵌合用凹部１６ａに嵌合されて、前記底面１６固着されている。この場合、尖頭凸条１７の一部が嵌合用凹部１６ａに嵌合されているので、尖頭凸条１７は前記底面１６に強固に固着される。また、前記尖頭凸条１７の底面を接着剤によって接着してもよいし、接着剤を省略してもよい。
【００７２】
さらに、凹溝１３の断面形状も適宜変更することができる。
【００７３】
図１５は本発明の第１の実施の形態における母材に形成された凹溝の他の形状を示す第１の図、図１６は本発明の第１の実施の形態における母材に形成された凹溝の他の形状を示す第２の図、図１７は本発明の第１の実施の形態における母材に形成された凹溝の他の形状を示す第３の図である。
【００７４】
図１５において、凹溝１３の断面形状は、略Ｖ字形状であり、図１〜７に示された略Ｙ字形状の凹溝１３における入口１４が省略されたような形状となっている。この場合、尖頭凸条１７の尖頭１８は、母材１１の面１２に近接した状態となる。また、図１６において凹溝１３の断面形状は、図１〜７に示された凹溝１３の奥部１５の側壁を円弧状に外方へ膨出させた形状を有する。この場合、図１〜７に示された凹溝１３の底面１６が省略された状態となっている。さらに、図１７において凹溝１３の断面形状は、図１６に示された凹溝１３の入口１４が省略されたような形状となっている。
【００７５】
なお、本実施の形態においては、凹部が溝である場合について説明したが、凹部は必ずしも溝でなくてもよく、例えば、穴、窪（くぼ）みのような形状のものであってもよい。この場合、凸部もそれに対応した突起のような形状となる。
【００７６】
このように、本実施の形態においては、相対的に硬質の材質から成る母材１１に形成され、幅狭の入口１４及び幅広の奥部１５から成り、底面１６の中心部に尖頭凸条１７を備える凹溝１３に、相対的に軟質の材質から成る結合材２１の矩形凸条２３を挿入する。そして、該矩形凸条２３が前記尖頭凸条１７の尖頭１８に接触する部分の近傍範囲１９に、前記尖頭１８を起点とする塑性流動を起こして、前記矩形凸条２３を凹溝１３に嵌合させることによって、前記結合材２１を母材１１に結合して結合体１０を形成するようになっている。
【００７７】
そのため、矩形凸条２３における塑性流動が起きる範囲が狭いので、わずかな力で結合材２１を移動させることができ、前記矩形凸条２３の先端近傍部分を尖頭凸条１７の両側に分岐させることができる。したがって、わずかな力を加え、わずかなエネルギーを消費するだけで、特別な設備を使用することなく、容易に異種の材質からなる結合体１０を形成することができる。
【００７８】
また、母材１１が相対的に硬質な材質から成り、結合材２１が相対的に軟質な材質から成るような組合せであればいかなる組合せであってもよいので、種々の材質から成る母材１１と結合材２１とを結合することができる。
【００７９】
さらに、結合材２１を加熱して軟化させることができるのであれば、前記結合材２１と母材１１とが同一の材質であってもよいし、常温において結合材２１が相対的に硬質な材料から成る組合せであってもよい。
【００８０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、前記第１の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【００８１】
図１８は本発明の第２の実施の形態における結合前の母材及び結合材を示す斜視図である。
【００８２】
本実施の形態において、母材１１は、図において横方向に長く延在する板状であり、複数、例えば、４つの凹溝１３が形成されている。一方、結合材２１も、図において横方向に長く延在する板状であり、複数、例えば、４つの矩形凸条２３が形成されている。なお、その他の点については、前記第１の実施の形態と同様である。
【００８３】
そして、前記４つの矩形凸条２３のそれぞれに対応する４つの凹溝１３に嵌合させて、板状の母材１１及び結合材２１を結合させ、対向する面１２及び２２を互いに密着させることによって、クラッド板が形成される。
【００８４】
このように、本実施の形態においては、複数の凹溝１３が形成された板状の母材１１と、複数の矩形凸条２３が形成された板状の結合材２１とを結合させ、対向する面１２及び２２を互いに密着させることによって、特別な設備を使用することなく、かつ、多量のエネルギーを消費することなく、容易にクラッド板を形成することができる。
【００８５】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、前記第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【００８６】
図１９は本発明の第３の実施の形態における母材に形成された尖頭凸条の形状を示す断面図である。
【００８７】
本実施の形態においては、母材１１の凹溝１３の底面１６に複数条の尖頭凸条１７が形成されている。そのため、前記凹溝１３に図示されない結合材２１の矩形凸条２３を嵌合させた場合、前記凹溝１３の側面及び尖頭凸条１７の側面が矩形凸条２３と接触する面積が、前記第１の実施の形態よりも増大する。そのため、拡散接合が発生する可能性が高くなり、凹溝１３と矩形凸条２３とが強固に結合されるので、母材１１と結合材２１との結合が強固になる。
【００８８】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、前記第１〜３の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【００８９】
図２０は本発明の第４の実施の形態における結合体を形成する方法を示す図、図２１は本発明の第４の実施の形態における結合体を形成するための工具を示す第１の図、図２２は本発明の第４の実施の形態における結合体を形成するための工具を示す第２の図である。
【００９０】
本実施の形態においては、母材に尖頭突起を備える凹部を形成する方法について説明する。前記第１〜３の実施の形態における凹部としての凹溝１３は、放電加工等の機械加工によって形成することが可能であるが、本実施の形態においては、塑性加工によって形成する。
【００９１】
まず、図２０（ａ）に示されるように、穿孔工具５１の押込部５２を母材１１の凹部形成面１２に押し付ける。ここで、前記押込部５２は、凹溝を形成するために図面に垂直な方向に延在する形状を有するものとする。また、前記押込部５２には尖頭凸条を形成するための凹部５３が形成されている。この場合、押込部５２が母材１１中に所定量だけ押し込まれるまで、穿孔工具５１を母材１１の凹部形成面１２に押し付ける。
【００９２】
これにより、尖頭凸条１７を備える凹溝１３が母材１１に形成される。この場合、前記凹溝１３の断面形状は、図２０（ｂ）に示されるように、入口と奥部の幅がほぼ等しくなっている。しかも、凹部形成面１２が湾曲している。
【００９３】
そこで、押付工具５５の平坦な押付面５６を母材１１の凹部形成面１２に押し付ける。これにより、前記凹溝１３の断面形状は、図２０（ｃ）に示されるように、入口が幅狭で奥部が幅広となる。また、凹部形成面１２も修正されて平坦になる。これにより、母材１１に所定の断面形状を有する凹溝１３を塑性加工によって容易に形成することができる。
【００９４】
なお、穿孔工具５１の形状は、母材１１に形成される凹部の形状に合わせて適宜決定することができる。例えば、前記穿孔工具５１の押込部５２は、図２１（ａ）に示されるような形状を有している。この場合、尖頭凸条１７を形成するための凹部５３が、押込部５２の長手方向に延在するように形成されている。
【００９５】
また、例えば、母材に形成される凹部が凹溝でなく、円筒状の凹部である場合、図２１（ｂ）に示されるような形状の押込部５２を有する穿孔工具を使用することができる。この場合、押込部５２は概略円柱状の形状を有し、尖頭突起を形成するための凹部５３が形成されている。
【００９６】
さらに、塑性加工として圧延加工を行うこともできる。この場合、母材１１に圧延加工を施して連続的に凹溝１３を形成するために、図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示されるように、鍔部５８を備える圧延ロール５７を使用する。図において、鍔部５８の数は、三つであるが、適宜選択することができる。なお、図２２（ｂ）は図２２（ａ）のＡ矢視図である。また、前記鍔部５８の周縁には、尖頭凸条１７を形成するための凹部５９が形成されている。
【００９７】
そして、圧延ロール５７を母材１１の凹部形成面１２に押し付けながら転動させることにより、図２０（ｂ）に示されるように、尖頭凸条１７を備える凹溝１３が母材１１に形成される。続いて、鍔部５８を備えておらず滑らかな周面を有する図示されない圧延ロールを、母材１１の凹部形成面１２に押し付けながら転動させることにより、前記凹溝１３の断面形状は、図２０（ｃ）に示されるように、入口が幅狭で奥部が幅広となる。また、凹部形成面１２も修正されて平坦になる。これにより、母材１１に所定の断面形状を有する凹溝１３を圧延加工によって形成することができる。この場合、母材１１を圧延ロール５７に対して移動させてもよいし、圧延ロール５７を母材１１に対して移動させてもよい。
【００９８】
なお、本実施の形態における塑性加工は、母材１１を加熱して行う熱間加工であってもよいし、母材１１を加熱することなく行う冷間加工であってもよい。熱間加工か冷間加工かは、母材１１、穿孔工具５１、押付工具５５等の材質、穿孔工具５１及び押付工具５５を駆動する装置の性能等を考慮して適宜決定することができる。
【００９９】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、前記第１〜４の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【０１００】
図２３は本発明の第５の実施の形態における結合体を形成する方法を示す図である。
【０１０１】
本実施の形態においては、長尺の母材の原料材１１ａ及び結合材の原料材２１ａに圧延加工を施して連続的に凹溝１３ｂ及び矩形凸条２３ａをそれぞれ形成した母材１１ｃ及び結合材２１ｂを形成し、続いて、母材１１ｃ及び結合材２１ｂを連続的に結合させ、結合体としてのクラッド板１０ａを連続的に形成する方法を説明する。
【０１０２】
まず、図２３（ａ）に示されるような断面形状を有する長尺の結合材の原料材２１ａを、図２３（ｂ）に示されるように、ロール３１ａ及び３１ｂによって圧延し、図２３（ｃ）に示されるように、複数の矩形凸条２３ａが面２２ａに形成された結合材２１ｂを連続的に形成する。
【０１０３】
一方、図２３（ｄ）に示されるような断面形状を有する長尺の母材の原料材１１ａを、図２３（ｅ）に示されるように、ロール３２ａ及び３２ｂによって圧延し、図２３（ｆ）に示されるように、複数の凹溝１３ａが形成された母材の原料材１１ｂを連続的に形成する。この場合、前記ロール３２ａ又は３２ｂは、前記第４の実施の形態における圧延ロール５７と同様の構成を有するものである。
【０１０４】
ここで、前記凹溝１３ａの断面形状は、図２３（ｆ）に示されるように、入口と奥部の幅がほぼ等しくなっている。続いて、前記母材の原料材１１ｂを、図２３（ｇ）に示されるように、ロール３３ａ及び３３ｂによって圧延し、図２３（ｈ）に示されるように、複数の凹溝１３ｂが面１２ａに形成された母材１１ｃを連続的に形成する。ここで、前記凹溝１３ｂの断面形状は、図２３（ｈ）に示されるように、入口が幅狭で奥部が幅広となっている。
【０１０５】
そして、前記結合材２１ｂ及び母材１１ｃを、前記面２２ａと面１２ａとが向き合うようにして、図２３（ｉ）に示されるように、ロール３４ａ及び３４ｂによって互いに押し付ける。そして、それぞれの矩形凸条２３ａに対応する凹溝１３ｂに嵌合させ、前記面２２ａと面１２ａとを密着させて、クラッド板１０ａを連続的に形成する。
【０１０６】
このように、本実施の形態においては、長尺の母材の原料材１１ａ及び結合材の原料材２１ａに圧延加工を施して連続的に凹溝１３ｂ及び矩形凸条２３ａをそれぞれ形成した母材１１ｃ及び結合材２１ｂを形成する。続いて、母材１１ｃ及び結合材２１ｂをロール３４ａ及び３４ｂによって互いに押し付ける。そして、矩形凸条２３ａを凹溝１３ｂに嵌合させ、面２２ａと面１２ａとを密着させて、クラッド板１０ａを連続的に形成する。
【０１０７】
そのため、クラッド板１０ａを連続的に形成することができ、該クラッド板１０ａの製造工程のスループットが向上する。なお、前記面２２ａと面１２ａとは必ずしも密着させる必要はなく、この場合、後述される第５の実施の形態における結合体を形成するために、本実施の形態における方法を適用してもよい。
【０１０８】
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。なお、前記第１〜５の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【０１０９】
図２４は本発明の第６の実施の形態における結合体を示す断面図である。
【０１１０】
本実施の形態においては、結合材２１の面２２に形成される矩形凸条２３の高さ寸法が、母材１１の面１２に形成される凹溝１３の深さ寸法よりも相当程度に大きくなるように前記矩形凸条２３を形成する。そして、該矩形凸条２３を凹溝１３に嵌合させて、結合体１０を形成すると、図に示されるように、結合材２１の面２２と母材１１の面１２との間が離れた状態となる。
【０１１１】
これにより、隣り合う矩形凸条２３の間には閉じた断面を有する空間２５が形成される。該空間２５は、前記結合体１０の長手方向、すなわち、図２４の紙面に垂直な方向に連続し、かつ、閉じた断面を有するので、気体、液体等の流体を流通させるための流路として利用することができる。
【０１１２】
例えば、前記空間２５内に温水を流通させて、前記結合体１０を室内暖房用のラジエータとすることもできるし、前記空間２５内に冷媒を流通させて、前記結合体１０を冷蔵庫等の冷却器とすることもできるし、前記空間２５内に水又は水蒸気を流通させて、前記結合体１０を燃焼炉の炉壁とすることもできる。
【０１１３】
なお、前記空間２５の断面積は、前記矩形凸条２３の高さ寸法及び間隔を変更することによって、適宜変更することができる。
【０１１４】
このように、本実施の形態において、結合体１０は、結合材２１の面２２と母材１１の面１２との間が離れた状態となっている。そのため、前記結合材２１の面２２と母材１１の面１２との間の空間２５を流体の流路としても使用することができる。
【０１１５】
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。なお、前記第１〜６の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【０１１６】
図２５は本発明の第７の実施の形態における結合体を形成する方法を示す図である。
【０１１７】
本実施の形態においては、単位部材３１は、図２５（ａ）に示されるように、一方の面３２に形成された凹溝３４、及び、前記面３２に対向する他方の面３３に形成された矩形凸状３５を有し、母材及び結合材として機能する。そして、１つの単位部材３１の凹溝３４に他の単位部材３１の矩形凸状３５を嵌合させ、１つの単位部材３１の面３２に他の単位部材３１の面３３を密着させて、図２５（ｂ）に示されるように、複数の単位部材３１が結合された結合体３６が形成される。
【０１１８】
この場合、単位部材３１同士とを結合する時に結合材として機能する部分である矩形凸状３５の近傍だけを加熱する。これにより、１つの単位部材３１の凹溝３４に他の単位部材３１の矩形凸状３５を嵌合させる時には、前記矩形凸状３５が凹溝３４よりも相対的に軟質になっている。そのため、前記矩形凸条３５の平坦な先端が、凹溝３４内に形成された尖頭凸条の尖頭に押し付けられると、塑性流動を起こして変形する。そして、前記矩形凸条３５の先端近傍部分が尖頭凸条の両側に分岐した形状となって、前記凹溝３４の奥部に進入するので、隣接する単位部材３１同士が結合される。
【０１１９】
このように、本実施の形態において、隣接する単位部材３１同士を結合して結合体３６を形成することができる。そのため、例えば、単位部材３１が帯状の板部材である場合、結合体３６として壁や床に適した広い面積の板状部材を容易に形成することができる。
【０１２０】
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。なお、前記第１〜７の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【０１２１】
図２６は本発明の第８の実施の形態における結合体を形成する方法を示す斜視図である。
【０１２２】
本実施の形態においては、母材１１は角柱状の長尺部材であり、かつ、前記母材１１の１側面としての面１２には母材１１の軸方向に延在するの凹溝１３が形成されている。一方、結合材２１は角柱状の長尺部材であり、少なくとも一方の端面としての面２２に結合材２１の軸方向と垂直の方向に延在する短い矩形凸条２３が形成される。そして、前記凹溝１３は軸方向に長く延在しているのに対し、矩形凸条２３は短いので、該矩形凸条２３は凹溝１３の任意の位置に嵌合することができる。すなわち、前記結合材２１は母材１１の長手方向に関して任意の位置に結合することができる。これにより、角柱状の長尺部材である母材１１の任意の位置に該母材１１の軸方向と垂直な方向に延在するように角柱状の長尺部材である結合材２１を結合することができる。
【０１２３】
このように、本実施の形態においては、長尺部材を互いに垂直に結合することができるので、例えば、鋼鉄製の結合材２１を柱とし、鋼鉄製の母材１１を梁（はり）として、建築物の骨組みのようなラーメン構造を有する鋼鉄製の構造体を形成することができる。
【０１２４】
次に、本発明の第９の実施の形態について説明する。なお、前記第１〜８の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【０１２５】
図２７は本発明の第９の実施の形態における結合体を形成する方法を示す図である。
【０１２６】
本実施の形態においては、図２７（ａ）に示されるように、結合材２１の両側の面２２−１及び２２−２にはそれぞれ矩形凸条２３−１及び２３−２が形成されている。また、母材１１−１及び１１−２の一方の面１２−１及び１２−２にはそれぞれ凹溝１３−１及び１３−２が形成されている。なお、該矩形凸条２３−１及び２３−２は互いに同一の寸法及び形状を有し、前記凹溝１３−１及び１３−２も互いに同一の寸法及び形状を有する。
【０１２７】
そして、前記結合材２１の両側に母材１１−１及び１１−２を配設し、矩形凸条２３−１及び２３−２をそれぞれ凹溝１３−１及び１３−２に嵌合して、図２７（ｂ）に示されるような結合体１０を形成することができる。なお、単一の母材１１の両面に凹溝１３を形成し、前記母材１１の両側に結合材２１を結合するようにすることもできる。
【０１２８】
このように、本実施の形態においては、結合材２１の両側に母材１１−１及び１１−２を結合して、サンドウィッチ状の結合体１０を形成することができる。そのため、例えば、結合材２１を樹脂製の板状部材とし、母材１１−１及び１１−２を鋼鉄製の板状部材とすると、振動吸収鋼板を製造することができる。また、結合材２１と母材１１−１及び１１−２の材質を適宜選択することによって、各種のクラッド板を製造することができる。
【０１２９】
次に、本発明の第１０の実施の形態について説明する。なお、前記第１〜９の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【０１３０】
図２８は本発明の第１０の実施の形態における結合体を形成する方法を示す図である。
【０１３１】
本実施の形態においては、図２８（ａ）に示されるように、母材１１は円筒状の長尺部材であり、かつ、前記母材１１の円筒内壁の面１２には母材１１の軸方向に延在するの複数の凹溝１３が形成されている。一方、結合材２１は外径が前記母材１１の内径よりも小さい円筒状の長尺部材であり、円筒外壁の面２２には結合材２１の軸方向に延在する複数の矩形凸条２３が形成される。
【０１３２】
そして、前記結合材２１を母材１１内に挿入し、それぞれ対応する凹溝１３と矩形凸条２３とが向き合うようにして、図２８（ａ）に示されるように、回転するロール３４ａ及び３４ｂによって互いに押し付ける。これにより、前記結合材２１及び母材１１はともに回転しながら、それぞれの矩形凸条２３が対応する凹溝１３に嵌合する。そして、前記結合材２１の面２２と母材１１の面１２とが密着して、図２８（ｂ）に示されるような結合体１０としての多重管が形成される。なお、結合材２１の円筒内壁に矩形凸条２３を形成し、該結合材２１の内部に円筒外壁に凹溝１３を形成した母材１１を挿入して、結合することもできる。
【０１３３】
このように、本実施の形態においては、円筒状の母材１１及び結合材２１を結合して多重管を形成することができるので、例えば、内面に耐腐食性ライニングを施した管を容易に形成することができる。
【０１３４】
次に、本発明の第１１の実施の形態について説明する。なお、前記第１〜１０の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【０１３５】
図２９は本発明の第１１の実施の形態における結合体を形成する方法を示す断面図である。
【０１３６】
本実施の形態において、結合材４１はリベットのような形状を有し、凸部としての円柱状の突起４２が図における下側の面４３に形成されている。また、母材４４の面４６には、凹部としての嵌合孔４５が形成されている。なお、該嵌合孔４５の断面形状は、図２９に示されるように、前記第１の実施の形態における凹溝１３の断面形状と同様である。さらに、前記突起４２は板状の締結部材４７に形成された貫通孔に挿入されている。そして、前記突起４２を嵌合孔４５に嵌合することによって、締結部材４７を母材４４に締結して固定することができる。
【０１３７】
このように、本実施の形態においては、リベットのような形状を有する結合材４１と母材４４との間に締結部材４７を挟み込んだ状態で前記結合材４１を母材４４に結合することによって、締結部材４７を母材４４に締結して固定することができる。
【０１３８】
次に、本発明の第１２の実施の形態について説明する。なお、前記第１〜１１の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【０１３９】
図３０は本発明の第１２の実施の形態における結合体を形成する方法を示す図である。
【０１４０】
本実施の形態において、図３０（ａ）に示されるように、結合材４１はリベットのような形状を有し、凸部としての円柱状の突起４２が図３０（ａ）における下側の面４３に形成されている。また、母材４４の図３０（ａ）における上側の面４６には、凹部として嵌合孔４５が形成されている。ここで、該嵌合孔４５の底部には尖頭を備えた円錐（すい）状突起４７が形成されている。そして、前記嵌合孔４５は入口の径よりも中間部分の径が大きく、前記嵌合孔４５の側壁４８は中間部分が外側へ膨出した樽状の形状を有する。
【０１４１】
なお、前記突起４２の容積は、前記嵌合孔４５の容積よりも十分に小さくなっている。そのため、前記突起４２を嵌合孔４５に嵌合させ、図３０（ｂ）に示されるような結合体４０を形成しても、前記突起４２と嵌合孔４５の側壁４８との間には隙間が形成される。そのため、前記突起４２と嵌合孔４５とは互いにフリーの状態であり、結合材４１は母材４４に対して回転可能である。しかし、嵌合孔４５に嵌合された突起４２の先端部分は外側に広げられ、かつ、前記嵌合孔４５は入口の径が絞られているので、前記突起４２が嵌合孔４５から抜け出ることはない。
【０１４２】
このように、本実施の形態において、結合材４１は、母材４４に対して、軸方向に移動不能に、かつ、回転可能に取り付けられる。
【０１４３】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【０１４４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、結合体においては、幅狭の入口及び幅広の奥部から成り、底面に尖頭突起を備える凹部が形成された母材と、凸部が形成され、該凸部が前記尖頭突起の尖頭を起点とする塑性流動を起こして前記凹部に嵌合することによって、前記母材に結合される結合材とを有する。
【０１４５】
この場合、特別な設備を使用することなく、かつ、多量のエネルギーを消費することなく、容易な操作によって、強固に結合された結合体を形成することができる。
【０１４６】
他の結合体においては、さらに、前記凹部は幅狭の入口及び幅広の奥部から成る断面を備える溝であり、前記尖頭突起は断面三角形状の単数又は複数の尖頭凸条であり、前記凸部は断面矩形の矩形凸条である。
【０１４７】
この場合、板状の母材と結合材とを強固に結合した結合体を形成することができる。
【０１４８】
更に他の結合体においては、さらに、前記尖頭突起は前記底面と一体的に形成されたものである。
【０１４９】
この場合、母材を一体的に形成することができ、母材の成形が容易である。
【０１５０】
更に他の結合体においては、さらに、前記尖頭突起は前記底面に固着されたものである。
【０１５１】
この場合、尖頭突起の材質の選択の幅が広くなる。
【０１５２】
更に他の結合体においては、さらに、前記凹部と凸部とは、少なくとも部分的に接合している。
【０１５３】
この場合、凹部と凸部とが強固に結合した結合体を形成することができる。
【０１５４】
更に他の結合体においては、さらに、前記母材及び結合材は板状体であり、前記凹部形成面と凸部形成面とは互いに密着してクラッド板を形成する。
【０１５５】
この場合、特別な設備を使用することなく、かつ、多量のエネルギーを消費することなく、容易な操作によって、強固に結合されたクラッド板を形成することができる。
【０１５６】
更に他の結合体においては、さらに、前記母材及び結合材は板状体であり、前記凹部形成面と凸部形成面との間は流体の流路である。
【０１５７】
この場合、熱交換機等の各種の用途に利用することのできる結合体を形成することができる。
【０１５８】
更に他の結合体においては、さらに、前記母材の少なくとも尖頭突起は相対的に硬質な材質から成り、前記結合材は相対的に軟質な材質から成る。
【０１５９】
この場合、種々の材質を組み合わせた結合体を形成することができる。
【０１６０】
結合方法においては、母材に形成された幅狭の入口及び幅広の奥部から成り、底面に尖頭突起を備える凹部に、結合材に形成された凸部を前記凹部に挿入し、前記凸部の先端を前記尖頭突起の尖頭に押し付け、前記凸部の前記尖頭に押し付けた部分に、該尖頭を起点とする塑性流動を起こし、前記凸部を前記奥部に進入させて前記凹部に嵌合させる。
【０１６１】
この場合、特別な設備を使用することなく、かつ、多量のエネルギーを消費することなく、容易な操作によって、強固に結合された結合体を形成することができる。
【０１６２】
他の結合方法においては、さらに、前記凹部は幅狭の入口及び幅広の奥部から成る断面を備える溝であり、前記尖頭突起は断面三角形状の単数又は複数の尖頭凸条であり、前記凸部は断面矩形の矩形凸条である。
【０１６３】
この場合、板状の母材と結合材とを強固に結合した結合体を形成することができる。
【０１６４】
更に他の結合方法においては、さらに、前記凹部と凸部とは、少なくとも部分的に接合する。
【０１６５】
この場合、凹部と凸部とが強固に結合した結合体を形成することができる。
【０１６６】
更に他の結合方法においては、さらに、前記母材を圧延して前記凹部を形成し、前記結合材を圧延して前記凸部を形成し、前記母材及び結合材を、前記凸部が凹部に挿入されるように配置して、ロールによって互いに押し付ける。
【０１６７】
この場合、結合体を連続的に効率よく形成することができる。
【０１６８】
更に他の結合方法においては、さらに、前記母材の少なくとも尖頭突起は相対的に硬質な材質から成り、前記結合材は相対的に軟質な材質から成る。
【０１６９】
この場合、種々の材質を組み合わせて結合体を形成することができる。
【０１７０】
更に他の結合方法においては、さらに、前記結合材を加熱して、軟化させ、前記母材より軟質にする。
【０１７１】
この場合、材質の硬度をあまり考慮することなく、組み合わせて結合体を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における結合体を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における結合前の母材及び結合材を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における結合材の変形状態を示す第１の図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における結合材の変形状態を示す第２の図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における母材に形成された尖頭の中心角を示す第１の図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における母材に形成された尖頭の中心角を示す第２の図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における母材に形成された尖頭の中心角を示す第３の図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における母材に形成された凹溝の入口の他の形状を示す第１の図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における母材に形成された凹溝の入口の他の形状を示す第２の図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における結合材に形成された矩形凸条の他の形状を示す第１の図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における結合材に形成された矩形凸条の他の形状を示す第２の図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における結合材に形成された矩形凸条の他の形状を示す第３の図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における母材の構成を示す第１の図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態における母材の構成を示す第２の図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態における母材に形成された凹溝の他の形状を示す第１の図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態における母材に形成された凹溝の他の形状を示す第２の図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態における母材に形成された凹溝の他の形状を示す第３の図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態における結合前の母材及び結合材を示す斜視図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態における母材に形成された尖頭凸条の形状を示す断面図である。
【図２０】本発明の第４の実施の形態における結合体を形成する方法を示す図である。
【図２１】本発明の第４の実施の形態における結合体を形成するための工具を示す第１の図である。
【図２２】本発明の第４の実施の形態における結合体を形成するための工具を示す第２の図である。
【図２３】本発明の第５の実施の形態における結合体を形成する方法を示す図である。
【図２４】本発明の第６の実施の形態における結合体を示す断面図である。
【図２５】本発明の第７の実施の形態における結合体を形成する方法を示す図である。
【図２６】本発明の第８の実施の形態における結合体を形成する方法を示す斜視図である。
【図２７】は本発明の第９の実施の形態における結合体を形成する方法を示す図である。
【図２８】本発明の第１０の実施の形態における結合体を形成する方法を示す図である。
【図２９】本発明の第１１の実施の形態における結合体を形成する方法を示す断面図である。
【図３０】本発明の第１２の実施の形態における結合体を形成する方法を示す図である。
【符号の説明】
１０、３６、４０    結合体
１０ａ    クラッド板
１１、１１−１、１１−２、１１ｃ、４４    母材
１２、１２ａ、２２、２２ａ    面
１３、１３−１、１３−２、１３ａ、１３ｂ、３４    凹溝
１４    入口
１５    奥部
１６    底面
１７    尖頭凸条
１８    尖頭
２１、２１ｂ、４１    結合材
２３、２３−１、２３−２、２３ａ、３５    矩形凸条
２４    先端
２５    空間
３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂ    ロール
４２    突起
４５    嵌合孔
【図１】
2006017131.tif 000003
【図２】
2006017131.tif 000004
【図３】
2006017131.tif 000005
【図４】
2006017131.tif 000006
【図５】
2006017131.tif 000007
【図６】
2006017131.tif 000008
【図７】
2006017131.tif 000009
【図８】
2006017131.tif 000010
【図９】
2006017131.tif 000011
【図１０】
2006017131.tif 000012
【図１１】
2006017131.tif 000013
【図１２】
2006017131.tif 000014
【図１３】
2006017131.tif 000015
【図１４】
2006017131.tif 000016
【図１５】
2006017131.tif 000017
【図１６】
2006017131.tif 000018
【図１７】
2006017131.tif 000019
【図１８】
2006017131.tif 000020
【図１９】
2006017131.tif 000021
【図２０】
2006017131.tif 000022
【図２１】
2006017131.tif 000023
【図２２】
2006017131.tif 000024
【図２３】
2006017131.tif 000025
【図２４】
2006017131.tif 000026
【図２５】
2006017131.tif 000027
【図２６】
2006017131.tif 000028
【図２７】
2006017131.tif 000029
【図２８】
2006017131.tif 000030
【図２９】
2006017131.tif 000031
【図３０】
2006017131.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成16年10月15日(2004.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）幅狭の入口及び幅広の奥部から成り、底面に尖頭突起を備える凹部が形成された母材と、
（ｂ）凸部が形成され、該凸部が前記尖頭突起の尖頭を起点とする塑性流動を起こして前記凹部に嵌合することによって、前記母材に結合される結合材とを有し、
（ｃ）前記尖頭突起は、前記底面に固着されたものであることを特徴とする結合体。
【請求項２】
（ａ）幅狭の入口及び幅広の奥部から成り、底面に尖頭突起を備える凹部が形成された母材と、
（ｂ）凸部が形成され、該凸部が前記尖頭突起の尖頭を起点とする塑性流動を起こして前記凹部に嵌合することによって、前記母材に結合される結合材とを有し、
（ｃ）前記母材の凹部形成面、及び、前記結合材の凸部形成面は互いに離間していることを特徴とする結合体。
【請求項３】
前記母材及び結合材は板状体であり、前記凹部形成面と凸部形成面との間は流体の流路である請求項２に記載の結合体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の結合体においては、幅狭の入口及び幅広の奥部から成り、底面に尖頭突起を備える凹部が形成された母材と、凸部が形成され、該凸部が前記尖頭突起の尖頭を起点とする塑性流動を起こして前記凹部に嵌合することによって、前記母材に結合される結合材とを有し、前記尖頭突起は、前記底面に固着されたものである。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の他の結合体においては、幅狭の入口及び幅広の奥部から成り、底面に尖頭突起を備える凹部が形成された母材と、凸部が形成され、該凸部が前記尖頭突起の尖頭を起点とする塑性流動を起こして前記凹部に嵌合することによって、前記母材に結合される結合材とを有し、前記母材の凹部形成面、及び、前記結合材の凸部形成面は互いに離間している。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の更に他の結合体においては、さらに、前記母材及び結合材は板状体であり、前記凹部形成面と凸部形成面との間は流体の流路である。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、結合体においては、幅狭の入口及び幅広の奥部から成り、底面に尖頭突起を備える凹部が形成された母材と、凸部が形成され、該凸部が前記尖頭突起の尖頭を起点とする塑性流動を起こして前記凹部に嵌合することによって、前記母材に結合される結合材とを有し、前記尖頭突起は、前記底面に固着されたものである。


【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４５】
この場合、特別な設備を使用することなく、かつ、多量のエネルギーを消費することなく、容易な操作によって、強固に結合された結合体を形成することができる。さらに、尖頭突起の材質の選択の幅が広くなる。


【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４６】
他の結合体においては、さらに、幅狭の入口及び幅広の奥部から成り、底面に尖頭突起を備える凹部が形成された母材と、凸部が形成され、該凸部が前記尖頭突起の尖頭を起点とする塑性流動を起こして前記凹部に嵌合することによって、前記母材に結合される結合材とを有し、前記母材の凹部形成面、及び、前記結合材の凸部形成面は互いに離間している。


【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４７】
この場合、特別な設備を使用することなく、かつ、多量のエネルギーを消費することなく、容易な操作によって、強固に結合された結合体を形成することができる。さらに、母材の面と結合材の面との間の空間を流体の流路としても使用することができる。


【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４８】
他の結合体においては、前記母材及び結合材は板状体であり、前記凹部形成面と凸部形成面との間は流体の流路である。


【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４９】
この場合、熱交換機等の各種の用途に利用することのできる結合体を形成することができる。


【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７１
【補正方法】削除
【補正の内容】